Ácido metaarsenioso

ÁCIDO NÍTRICO (HNO3 )

• El ácido nítrico fue conocido en la antigüedad; los alquimistas le llamaban agua Fuerte, nombre por el que aún se le conoce y lo usaban para separar la plata Del oro. • Las primeras obtenciones fueron a partir de los nitratos mediante Tratamiento con un ácido de mayor punto de ebullición. • Cavindish, en 1785, lo Obtuvo por acción de la chispa eléctrica en una mezcla de nitrógeno y oxígeno Húmedos en determinadas proporciones.

PROPIEDADES

 • PROPIEDADES FÍSICAS:
• Incoloro, viscoso e inodoro. • A T(°C) ambiente produce humos Rojos y amarillos. • Si esta concentrado tiñe la piel humana. • Punto de Ebullición: 121°C. • Punto de fusión: -41.6°C.

• PROPIEDADES QUÍMICA.
• Oxidante y Corrosivo potente. • Sus reacciones con compuestos pueden ser explosivas. • En Disolución acuosa se disocia completamente en NO3-. • Es inestable, pues el Líquido está parcialmente disociado en N2O5(g) (que produce humo en el aire Húmedo) y en agua

Carácterísticas generales

• Líquido Incoloro a temperatura ambiente. • Se mezcla con el agua en todas las Proporciones. • Punto de fusión : -41’3ºC. • Punto de ebullición: 86ºC. • Es Oxidante y corrosivo. • Es inestable, pues el líquido está parcialmente Disociado en N2O5 (g) (que produce humo en el aire húmedo) y en agua.

PROCESO OSTWALD

• El Proceso de Ostwald es un proceso químico para producir ácido nítrico, que fue Desarrollado por Wilhelm Ostwald y patentado en 1902. • Es uno de los Principales pilares de la industria química moderna. • Se asocia históricamente Y en la práctica al proceso de Haber que proporciona la materia prima Indispensable, el Amóníaco.

PROCESOS ACTUAL DE OBTENCIÓN (MÉTODO OSTWALD)

• El Amóníaco se convierte en ácido nítrico en dos etapas. Es oxidado calentando con Oxígeno en presencia de un catalizador tal como el platino con un 10% de rodio Para formar óxido nítrico y agua. Este paso es fuertemente exotérmico, siendo Una fuente de calor muy útil una vez iniciada (ΔH = -950 kJ/mol): • 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO(g) + 6 H2O (g)

• El segundo Paso se realiza en presencia de agua en una torre de absorción.
El óxido Nítrico se oxida otra vez para producir dióxido de nitrógeno (NO2): • 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g)

• Este Gas es absorbido fácilmente por el agua, rindiendo el producto deseado (ácido Nítrico, no obstante en una forma diluida), mientras que reduce una porción de Ella de nuevo a óxido nítrico: • 3 NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (l) + NO (g) • El NO se recicla y el ácido se concentra por

destilación. Esto es alternativo si el paso anterior se realiza en el aire • 4 NO2 (g) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 4 HNO3 (aq) • Las condiciones típicas para la primera etapa, Que contribuyen a una producción total de cerca de 96%, son:
presión entre 4 y 10 atmósferas (400-1010 KPa o 60-145 psig) y temperatura de 1173 K (aproximadamente 900 °C o 1652 °F).

• REACCIONES SECUNDARIAS

 • Hay que tener en cuenta una complicación Debido a una reacción secundaria en la primera etapa que disminuye el rendimiento:
• 4 NH3 + 6 NO → 5 N2 + 6 H2O • Esta reacción es minimizada Reduciendo el tiempo que la mezcla de gases están en contacto con el Catalizador.

OXIDACIÓN Catalítica DEL AMONIACO

• La Primera etapa de la ruta de síntesis consiste en la oxidación del amoniaco cuya Eficiencia es un factor clave. • El procedimiento consiste en hacer reaccionar En el reactor catalítico una mezcla de amoniaco y aire enriquecido en oxígeno Para obtener selectivamente óxido nítrico, siguiendo la siguiente reacción: • 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g) • Antes de llevarse a cabo la reacción en El reactor catalítico, son necesarias una serie de etapas, tal como se aprecia En la Figura 1.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

• Las bajas temperaturas Desaceleran la velocidad de desorción de las moléculas de NO a partir de la Superficie del catalizador y provoca más emisiones de N2O procedentes del Catalizador. • El N2O se forma en una etapa de reacción secundaria entre Moléculas de NO adsorbido y los átomos de nitrógeno en la superficie del Catalizador. • En condiciones de proceso industrial la selectividad hacia N2O y N2 se busca que sea mínima, siendo esta de 1,5-2,5 y 4- 4,5%, respectivamente.      

OXIDACIÓN DEL ÓXIDO NÍTRICO

• El gas efluente del reactor de Oxidación catalítica se enfría hasta unos 150- 200°C en un tren de intercambiadores De calor , y el calor que se genera se emplea para producir vapor (y posterior Potencia eléctrica en la turbina), calentar el aire que se alimenta a la Oxidación del amoniaco y aumentar la temperatura de los gases efluentes del Absorbedor.

En el Condensador se alcanzan temperaturas de 40-50°C y se convierte el 50% del Monóxido de nitrógeno en dióxido de nitrógeno (que está en equilibrio con su Dímero N2O4) sin presencia de catalizadores, según la siguiente reacción: • 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) • El calor de combustión de la reacción es de -56 KJ/mol. Esta reacción homogénea es altamente dependiente de la temperatura y Presión del proceso. Operando a bajas temperaturas y altas presiones se Promueve la producción de NO2 dentro de un tiempo de reacción mínimo. • En las Condiciones más frías del condensador, el agua formada en la oxidación de Amoniaco se condensa y absorbe algo del dióxido de nitrógeno para formar ácido Nítrico. La corriente a la salida del condensador se alimenta a la columna de Absorción.

ABSORCIÓN DEL DIÓXIDO DE NITRÓGENO

• La corriente a la salida del condensador se bombea hasta el fondo de la torre De absorción mientras que el agua desionizada se alimenta a contracorriente. También se introduce una corriente de aire en la columna para oxidar el NO que No se ha convertido a NO2 . • La reacción de oxidación ocurren entre los platos De la columna mientras que la reacción de absorción (que se muestra a Continuación) tiene lugar en los platos. • 3NO2 (g) + H2O(l) → 2HNO3 (g) + NO(g) • De forma corriente se obtiene una disolución acuosa por fondo de Columna con un 55-65% de ácido nítrico. La concentración de ácido puede variar Entre 30% y 68% (debido al azeótropo formado con el agua). La concentración de ácido a la salida de la columna depende de la temperatura, presión, número de Etapas de absorción y la concentración de óxido nítrico a la entrada del Absorbedor.

RENDIMIENTO:

• Para maximizar el rendimiento, La temperatura se mantiene baja (a unos 50°C) y la presión elevada (9-10 atm). • La absorción del nitrógeno dióxido en agua para formar ácido nítrico tiene un Rendimiento del 99,9% por lo que el rendimiento global a partir del amoniaco Fluctúa en torno al 95%; se consumen unos 300kg de amoniaco por tonelada de ácido nítrico. • En la torre se utilizan platos perforados o burbujeadores de Alta eficiencia. El espaciado entre platos aumenta progresivamente de la parte Inferior a la parte superior del absorbedor. Muchas de los bandejas están Equipadas con serpentines de enfriamiento internos para eliminar el calor de Reacción (ya que la reacción es ligeramente exotérmica). La sección de Absorción puede estar formada por una o más o más columnas.

PRESIÓN SIMPLE:

• La oxidación es llevada a cabo A la misma presión que la absorción. • No se requiere de compresión de gas Nitroso. • Se trabaja a media o alta presión. • Presiones del orden de 550 Kpa.

PRESIÓN DUAL

• La absorción es llevada a cabo A mayor presión que la oxidación. • Presión de 550 KPa en la oxidación Catalítica y presiones altas (1MPa) en la sección de absorción. • Un compresor De gas nitroso aumenta la presión desde el inicio del proceso (oxidación de Amoniaco) hasta el final (absorción).

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA Química DEL HNO3

• El ácido nítrico es un producto esencial en la industria orgánica. • Se usa en la fabricación de colorantes y explosivos (TNT). • Sus sales (nitratos de amonio) se usan como fertilizantes. • En principio se obténía Tratando el KNO3 o el NaNO3 con ácido sulfúrico, pero el rendimiento no era el óptimo: KNO3 + H2 SO4 ® HNO3 + KHSO4 • El ácido nítrico es uno de los ácidos Mas importantes de la industria. • Cuando se mezcla el ácido nítrico con el Ácido clorhídrico forma el agua regia, un raro reactivo capaz de disolver el Oro y el platino.